專(zhuān)利名稱(chēng)：多模式接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于處理接收信號(hào)的接收機(jī)，所述接收機(jī)是多模式的。本發(fā)明還涉及一種用于以任何模式接收信號(hào)的相關(guān)方法。
這種接收機(jī)可以具體用于任何多模式的終端，諸如使用多模式標(biāo)準(zhǔn)如GSM和W-CDMA(UMTS)的移動(dòng)電話。
背景技術(shù)：
多模式終端包括允許管理接收信號(hào)的接收機(jī)，無(wú)論此信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)是什么。
當(dāng)今，從RF的觀點(diǎn)來(lái)看，通過(guò)終端使用與目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)同樣多的RF芯片組來(lái)實(shí)現(xiàn)在終端中形成的多模式接收機(jī)。最新的三頻移動(dòng)電話GSM/DCS/PCS還包括藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)和FM無(wú)線電接收，用三個(gè)分離的芯片組來(lái)實(shí)現(xiàn)，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)一個(gè)芯片，如在它們的RF51176接收機(jī)的RFMDUMTS/DCS/GSM芯片組文檔中所描述的那樣。
在這種結(jié)構(gòu)中，可以理解終端管理的標(biāo)準(zhǔn)越多，芯片組增加的數(shù)目越多，這導(dǎo)致功率消耗增加、元件增加、以至于巨大的成本和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷、用于接收信號(hào)的接收機(jī)和方法。
為此，依照本發(fā)明的第一目的，該接收機(jī)包括-單個(gè)RF芯片，用于處理任何模式的接收信號(hào)，所述芯片包括擴(kuò)展接收信號(hào)和將其下變頻到基帶的擴(kuò)展部分和用于對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行DC偏移抑制的信道濾波部分，以及-包括去擴(kuò)展裝置的單個(gè)基帶芯片，用于去擴(kuò)展擴(kuò)展信號(hào)。
此外，依照本發(fā)明的第二目的，用于接收信號(hào)的方法包括以下步驟-擴(kuò)展接收信號(hào)并將其下變頻到基帶，
-抑制接收信號(hào)上的DC偏移，-去擴(kuò)展擴(kuò)展信號(hào)。
正如下面我們將詳細(xì)看到的，這種接收機(jī)可以只具有一塊芯片，即一個(gè)接收電路用于所有標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)用于諸如GSM或者W-CDMA的傳輸，其中W-CDMA還因?yàn)閿U(kuò)展了接收信號(hào)被稱(chēng)作UMTS。
在本發(fā)明優(yōu)選的非限定性實(shí)施例中，接收機(jī)的特征在于，擴(kuò)展部分適于產(chǎn)生擴(kuò)頻振蕩器和擴(kuò)展序列，以便擴(kuò)展接收信號(hào)的帶寬。
在本發(fā)明優(yōu)選的非限定性實(shí)施例中，接收機(jī)的特征在于，擴(kuò)展部分還包括用于所有模式的唯一的抑制裝置，用于抑制相關(guān)聯(lián)的接收信號(hào)上的相鄰載波頻率。
在本發(fā)明優(yōu)選的非限定性實(shí)施例中，接收機(jī)的特征在于信道濾波部分對(duì)所有模式都通用。
在本發(fā)明優(yōu)選的非限定性實(shí)施例中，接收機(jī)的特征在于信道濾波部分包括-用于每個(gè)模式的低噪放大器和相關(guān)聯(lián)的混頻器塊，和-唯一的第一抑制裝置，用于抑制在任何模式的擴(kuò)展接收信號(hào)上的DC偏移。
在本發(fā)明優(yōu)選的非限定性實(shí)施例中，接收機(jī)的特征在于，信道濾波部分還包括加法裝置，用于重新定向從低噪放大器和關(guān)聯(lián)的混頻器塊到第一抑制裝置的擴(kuò)展接收信號(hào)。
在本發(fā)明優(yōu)選的非限定性實(shí)施例中，接收機(jī)的特征在于基帶芯片還包括-信道濾波器系數(shù)組，其具有用于每個(gè)模式的關(guān)聯(lián)的濾波器，用于抑制在相關(guān)聯(lián)的擴(kuò)展接收信號(hào)上的相鄰載波頻率，-匹配濾波器，用于在對(duì)應(yīng)的去擴(kuò)展序列上產(chǎn)生相同的擴(kuò)展信號(hào)失真。
在本發(fā)明優(yōu)選的非限定性實(shí)施例中，接收機(jī)的特征在于去擴(kuò)展裝置包括-單個(gè)乘法器，-具有累計(jì)和轉(zhuǎn)儲(chǔ)(integration and dump)裝置的單個(gè)相關(guān)器。
在本發(fā)明優(yōu)選的非限定性實(shí)施例中，接收機(jī)的特征在于，基帶芯片還包括同步裝置，用于將擴(kuò)展信號(hào)與對(duì)應(yīng)的去擴(kuò)展序列同步。
在本發(fā)明優(yōu)選的非限定性實(shí)施例中，方法的特征在于還包括產(chǎn)生擴(kuò)頻振蕩器和擴(kuò)展序列的步驟，以便擴(kuò)展接收信號(hào)的帶寬。


當(dāng)閱讀以下詳細(xì)說(shuō)明以及當(dāng)參考附圖時(shí)，本發(fā)明另外的目的、特征和優(yōu)勢(shì)將變得現(xiàn)而易見(jiàn)，其中-圖1是依照本發(fā)明的接收機(jī)的略圖，-圖2舉例說(shuō)明圖1接收機(jī)的信道濾波部分的結(jié)構(gòu)，-圖3舉例說(shuō)明圖1接收機(jī)中序列發(fā)生器部分的結(jié)構(gòu)，-圖4舉例說(shuō)明圖1接收機(jī)的基帶接口的結(jié)構(gòu)，-圖5舉例說(shuō)明由圖1接收機(jī)接收的GSM類(lèi)似信號(hào)和一個(gè)相鄰載波的示意圖，-圖6舉例說(shuō)明在圖1接收機(jī)中另一個(gè)抑制裝置之后的擴(kuò)展序列頻譜，-圖7舉例說(shuō)明集中在圖1接收機(jī)中頻率F0的擴(kuò)頻本機(jī)振蕩器的頻譜。
-圖8舉例說(shuō)明初始接收信號(hào)和在下變頻之后圖1接收機(jī)中擴(kuò)展裝置輸出的信號(hào)頻譜，-圖9舉例說(shuō)明在頻域中由應(yīng)用在圖1接收機(jī)GSM信號(hào)上的某個(gè)第一DC偏移抑制裝置輸出的信號(hào)，以及-圖10顯示在圖1接收機(jī)輸出端恢復(fù)的GSM信號(hào)。
對(duì)應(yīng)的參考數(shù)字將始終用于說(shuō)明書(shū)中對(duì)應(yīng)的元件。
具體實(shí)施例方式
在下文的說(shuō)明中，不再詳細(xì)描述本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的功能或者結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儗⒃诓槐匾募?xì)節(jié)上模糊本發(fā)明。
本發(fā)明涉及用于處理接收信號(hào)的接收機(jī)REC。
所述接收機(jī)REC具體用于通信系統(tǒng)，更具體而言，用于諸如移動(dòng)電話的用戶(hù)設(shè)備。接收機(jī)包括允許多模式接收的接收電路RX_CHAIN，即例如對(duì)來(lái)自UMTS基站或者GSM基站的信號(hào)的接收，并且具體用在壓縮模式的操作中。在壓縮模式操作中，接收機(jī)不必同時(shí)“收聽(tīng)”(即同步，解調(diào)和下變頻)例如兩個(gè)不同模式GSM和UMTS的兩個(gè)不同信號(hào)。
這種接收機(jī)REC在圖1中舉例說(shuō)明。
接收機(jī)REC包括-單個(gè)RF芯片，用于處理任何模式的接收信號(hào)SEQ，所述芯片包括用于擴(kuò)展接收信號(hào)SEQ的擴(kuò)展部分SPREAD_SEC和用于在接收信號(hào)SEQ上進(jìn)行DC偏移抑制的信道濾波部分CH_SEC，-單個(gè)基帶芯片BB_INT。
信道濾波部分CH_SEC在圖2中舉例說(shuō)明。
它包括-與目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)一樣多的低噪放大器LNA和相關(guān)聯(lián)的混頻器M1 & M2塊，-第一抑制裝置HPF1，用于抑制擴(kuò)展信號(hào)上的DC偏移，所述第一抑制裝置是高通濾波器并對(duì)所有目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)唯一，以及-用于所有目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的唯一增益控制器放大器AGC。
信道濾波部分CH_SEC還包括加法器ADD，用于相加來(lái)自放大器-混頻器塊的所有接收信號(hào)SEQ，然后輸出定向在第一抑制裝置HPF1上的結(jié)果。
擴(kuò)展部分SPREAD_SEC在圖3中舉例說(shuō)明。
它包括-序列發(fā)生器PN_SEQ_GEN，用于提供與除模式UMTS模式外的每個(gè)接收信號(hào)的目標(biāo)模式相關(guān)聯(lián)的擴(kuò)展序列PN，-與每個(gè)目標(biāo)模式相關(guān)聯(lián)的本機(jī)振蕩器LO，其擴(kuò)展頻譜用于同PN序列一起來(lái)擴(kuò)展接收信號(hào)SEQ的帶寬，-與每個(gè)目標(biāo)模式相關(guān)聯(lián)的RF希格碼德?tīng)査铣善鱎F_SIGMA_DELTA，所述合成器用于管理產(chǎn)生每個(gè)模式的本機(jī)振蕩器LO的電壓控制器，-芯片速率時(shí)鐘CHIP_RATE_CLK，-晶振(CRISTAL)，-3線總線(BUS)，用于編程合成器RF_SIGMA_DELTA，-一串多路復(fù)用器，用于將正確的擴(kuò)展序列PN定向在信道部分CH_SEC和/或基帶芯片BB_INT上。
擴(kuò)展部分SPREAD_SEC還包括另一抑制裝置LPF3，用于抑制接收信號(hào)SEQ的相鄰載波頻率，所述另一裝置是低通濾波器。
基帶芯片BB在圖4舉例說(shuō)明。
它包括-唯一的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC，-去擴(kuò)展裝置DSPR，用于去擴(kuò)展在除UMTS模式外的任何目標(biāo)模式的擴(kuò)展信號(hào)，-具有關(guān)聯(lián)濾波器BB_LPF的信道濾波器系數(shù)組FIR，與每個(gè)目標(biāo)模式相關(guān)聯(lián)并用于抑制相鄰載波頻率，-一串多路復(fù)用器，用于選擇將被定向在延遲線DELAY上的正確的去擴(kuò)展序列PN并用于選擇正確的信道濾波器系數(shù)組FIR。
去擴(kuò)展裝置DSPR包括-唯一的數(shù)字乘法器M，-具有唯一的累計(jì)和轉(zhuǎn)儲(chǔ)裝置I & D的相關(guān)器。
基帶芯片BB_INT還包括-同步裝置SYNC，包括產(chǎn)生滑動(dòng)時(shí)鐘(sliding clock)S_CLK的延遲線DELAY和閾值TH，以及-PN序列匹配數(shù)字濾波器IIR。
在以下的說(shuō)明中，將用GSM信號(hào)、UMTS信號(hào)和藍(lán)牙信號(hào)作為實(shí)例。
當(dāng)經(jīng)由用戶(hù)設(shè)備即移動(dòng)電話的天線從基站接收信號(hào)SEQ時(shí)，所述信號(hào)以某個(gè)無(wú)線電載波頻率被接收，并且對(duì)于GSM標(biāo)準(zhǔn)具有270kHz的3dB帶寬，或者對(duì)于UMTS標(biāo)準(zhǔn)具有5MHz左右的3dB帶寬。信號(hào)SEQ在移動(dòng)電話中，經(jīng)由接收機(jī)REC被第一次處理。更具體而言，在所述接收機(jī)REC中，必須將此射頻轉(zhuǎn)換到基帶頻率(0Hz)，以便能解調(diào)該信號(hào)，使得該信號(hào)可以被移動(dòng)電話的某些其它元件進(jìn)一步處理，例如揚(yáng)聲器。
在圖5中舉例說(shuō)明頻域的GSM信號(hào)。所述信號(hào)SEQ集中在GSM載波中心頻率F0。經(jīng)常存在一些相鄰載波頻率，這可以惡化對(duì)所需GSM載波頻率的接收。也舉例說(shuō)明了這種相鄰載波頻率的中心頻率F1。在兩個(gè)中心F0與F1之間的差值ΔF處于GSM頻帶(例如900MHz頻帶)范圍之內(nèi)。
接收機(jī)REC如下處理接收信號(hào)SEQ。
如上所述，接收機(jī)REC是多模式的。按照在圖2中舉例說(shuō)明的建議實(shí)例，第一塊LNA1-混頻器M1 & M2被指定匹配GSM的頻帶要求，即FB1＝900MHz，而第二塊LNA2-混頻器M1 & M2被調(diào)諧到匹配UMTS(FDD-WCDMA)頻帶，即FB2＝2110-2170MHz，諸如此類(lèi)直到第N塊LNA N-混頻器。所述放大器LNA允許降低接收機(jī)REC內(nèi)的對(duì)應(yīng)接收信號(hào)SEQ的噪聲。
在第一步驟1)，如果接收信號(hào)SEQ還沒(méi)有擴(kuò)展，例如GSM或者藍(lán)牙接收信號(hào)，則通過(guò)擴(kuò)展部分SPREAD_SEC和信道濾波器部分CH_SEC，實(shí)現(xiàn)用對(duì)應(yīng)的擴(kuò)展序列PN擴(kuò)展所述接收信號(hào)SEQ的載波頻譜。該擴(kuò)展在于通過(guò)所述信號(hào)SEQ的數(shù)據(jù)位乘以擴(kuò)頻LO，來(lái)擴(kuò)展信號(hào)SEQ的載波頻率的帶寬。如圖3所示，經(jīng)由模擬乘法器M0用對(duì)應(yīng)的擴(kuò)展序列PN擴(kuò)展連續(xù)波本機(jī)振蕩器LO，能產(chǎn)生相關(guān)聯(lián)的擴(kuò)頻本機(jī)振蕩器LO。PN序列的頻譜是無(wú)限的，且對(duì)于GSM標(biāo)準(zhǔn)，具有3,84MHz的截止頻率，對(duì)于藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)，具有1MHz的截止頻率。
可以發(fā)現(xiàn)，本機(jī)振蕩器僅在接收窄帶載波的情況下擴(kuò)展。
因此，由于載波已經(jīng)是擴(kuò)頻信號(hào)，2-寬帶CDMA載波即UMTS接收信號(hào)的接收更簡(jiǎn)單?？梢栽趫D3中看到對(duì)這種信號(hào)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展，且本機(jī)振蕩器LO2是簡(jiǎn)單的正弦波，如同傳統(tǒng)RF接收機(jī)電路中所用的那樣(乘法器M0不與本機(jī)振蕩器LO2相關(guān)聯(lián))。
注意，序列發(fā)生器PN_SEQ_GEN經(jīng)由時(shí)鐘CHIP-RATE-CLK產(chǎn)生頻率FN為3.84MChip/sec的除UMTS模式外的任何模式的對(duì)應(yīng)擴(kuò)展序列PN。所述時(shí)鐘允許有所需頻率FN的整數(shù)倍。
但是，為了稍后的解調(diào)處理，所述序列發(fā)生器PN_SEQ_GEN過(guò)采樣(oversample)其輸出信號(hào)到4個(gè)，這具有的效果是具有15.36MHz的頻率。
根據(jù)接收信號(hào)SEQ，擴(kuò)展裝置SPREAD_SEC中的一串多路復(fù)用器將正確的擴(kuò)展序列PN定向在信道部分CH_SEC和基帶芯片BB_INT上。擴(kuò)展序列PN可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的Gold或者Kasami代碼系列或者任何其它的類(lèi)型，例如沃爾什碼。有利地，與不同目標(biāo)模式的不同接收信號(hào)關(guān)聯(lián)的不同擴(kuò)展序列PN是正交的。
可以發(fā)現(xiàn)，通常當(dāng)如上所述擴(kuò)展接收信號(hào)SEQ時(shí)，還擴(kuò)展遠(yuǎn)處的相鄰載波頻率，例如是GSM標(biāo)準(zhǔn)的情況時(shí)，總操作頻率是900MHz。
在這種情況下，這種相鄰信號(hào)的能量很重要并能夠妨礙說(shuō)明書(shū)中稍后描述的去擴(kuò)展處理。因此，必須除去這些遠(yuǎn)處的相鄰信號(hào)。
為此，在如圖3中所示的優(yōu)選實(shí)施例中，射頻RF芯片包括另一抑制裝置LPF3，該抑制裝置是低通濾波器，其滾降因數(shù)a為0.22，被設(shè)置在這組序列產(chǎn)生器PN_SEQ_GEN的輸出端。此濾波器LPF3允許抑制接收信號(hào)SEQ的相鄰載波頻率，特別是那些遠(yuǎn)離所需載波頻率F0的頻率。然后，這種接收信號(hào)SEQ現(xiàn)在展現(xiàn)一個(gè)如圖6所示的除UMTS之外任何模式的，占用3dB帶寬、等于2.3MHz的根升余弦RRC頻譜。所占用的帶寬等于FDD-WCDMA載波(UMTS信號(hào))的帶寬。
當(dāng)之前描述的另一抑制裝置LPF3被配置為全通濾波器時(shí)，可以從圖7看到在乘法器M0輸出端的LO1-LON(除LO2之外)的頻譜。換言之，被注入到乘法器M0的擴(kuò)展序列PN是正方形波形。頻譜集中在頻率F0，此為與對(duì)應(yīng)的接收信號(hào)SEQ其中一個(gè)相同的頻率?，F(xiàn)在可以理解，通過(guò)將集中在F0的接收信號(hào)SEQ乘以集中在F0的頻譜本機(jī)振蕩器LO1-LON，獲得集中在FCB＝F0-F0＝OHz和集中在FCH＝F0+F0的輸出信號(hào)SEQ。第二頻率FCH大約為4GHz，并且稍后將經(jīng)由RF芯片的放大器和低通濾波器濾波，因?yàn)檫@些部件通常不接受高于10MHz的頻率。
因此，在圖2中對(duì)應(yīng)正交混頻器M1和M2的輸出端，任何模式的擴(kuò)展信號(hào)SEQ占用頻域中3.84Mchip/s的擴(kuò)展序列PN的帶寬。
在圖8中可以看到擴(kuò)展GSM信號(hào)。從虛線上可以看到初始接收信號(hào)SEQ的頻譜實(shí)例。在GSM實(shí)例中，信號(hào)SEQ此時(shí)展現(xiàn)一個(gè)以3.84MHz定時(shí)的典型正方形波信號(hào)的頻譜占用，即具有N*3.84MHz的零交叉的sin(x)/x幅度包絡(luò)，N為一個(gè)整數(shù)。因此，主載波頻率F0被下變頻到基帶，即集中在0Hz周?chē)?br> 因此，在混頻器M1 & M2用PN擴(kuò)展序列通過(guò)相乘來(lái)執(zhí)行除UMTS信號(hào)之外的接收信號(hào)SEQ的擴(kuò)展，并經(jīng)由擴(kuò)頻本機(jī)振蕩器LO或者用于UMTS模式的正常-頻譜本機(jī)振蕩器LO2的乘法，將所有模式下變頻到基帶。
注意，存在一個(gè)26Mhz的外部晶振CRISTAL，它被用作希格碼德?tīng)査铣善鱎F_SIGMA_DELTA的時(shí)鐘參照，所述合成器用于鎖相電壓控制器VCO，該電壓控制器VCO產(chǎn)生至LON的余弦波本機(jī)振蕩器LO1，并且所述合成器通過(guò)3線總線BUS編程。芯片速率時(shí)鐘CHIP_RATE_CLK也被鎖相到外部晶振，因此確保整個(gè)電路IC的相位一致。此芯片速率時(shí)鐘產(chǎn)生以4*芯片速率運(yùn)行的時(shí)鐘CLK。然后此時(shí)鐘被饋送給基帶芯片BB_INT，在此被模-數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC用于采樣輸入波形I & Q，并計(jì)時(shí)將在說(shuō)明書(shū)中隨后描述的所有其它數(shù)字塊。
還應(yīng)注意，接收信號(hào)SEQ經(jīng)由兩個(gè)正交混頻器M1和M2被分成兩個(gè)分量I和Q，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的，而且下列所有步驟將在兩個(gè)部件上并行完成。但是為了簡(jiǎn)單化，將用術(shù)語(yǔ)信號(hào)SEQ代替I和Q分量。
注意，在非限定性實(shí)施例中，如果所述LNA-混頻器不是線性的，即由于一些寄生震蕩信號(hào)，LNA-混頻器還產(chǎn)生一些DC-偏移，則可以向每組LNA-混頻器M1-M2添加一個(gè)任選的RF SAW濾波器。此SAW濾波器不能被集成在RF芯片中。
然而，盡管接收信號(hào)SEQ已經(jīng)下變頻到基帶并被擴(kuò)展，但仍然存在一些DC偏移，因此，執(zhí)行DC抑制如下。
可以注意到，在下變頻之后，因?yàn)楝F(xiàn)在任何載波都占用相同的帶寬，即3.84Mchip/sec，所以接收器電路RX_CHAIN的其余部分對(duì)于所有電信標(biāo)準(zhǔn)是通用的。這樣，與具有幾個(gè)并聯(lián)的接收電路相反，通過(guò)確保僅一個(gè)信道濾波部分CH_SEC被再次使用來(lái)接收任何移動(dòng)遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)，依照本發(fā)明的接收機(jī)節(jié)省了成本和復(fù)雜性。
在抑制DC偏移之前，在第二步驟2)，經(jīng)由固定增益放大器AGCF減少信號(hào)SEQ的每個(gè)分量I & Q的噪聲系數(shù)。所述增益放大器AGCF允許適應(yīng)乘法器M1 & M2與隨后的加法器ADD1 & ADD2之間的阻抗。
在第三步驟3)，經(jīng)由加法器ADD1 & ADD2執(zhí)行所有擴(kuò)展接收信號(hào)的求和。理論上，第一加法器ADD1將所有接收信號(hào)SEQ的I分量加在一起，而第二加法器ADD2將所有接收信號(hào)SEQ的Q分量加在一起。
實(shí)際上，因?yàn)樘幱趬嚎s方式的操作，所以加法器ADD1 & ADD2具有與多路復(fù)用器相同的功能，該多路復(fù)用器將IS和QS分量定向在隨后級(jí)LPF1-AGC和HPF1上。
在第四步驟4)，經(jīng)由簡(jiǎn)單的DC補(bǔ)償回路實(shí)現(xiàn)抑制在所述擴(kuò)展載波頻率頻譜上保持的DC偏移，DC補(bǔ)償回路作用就象可編程高通截止頻率的二階高通濾波器。此高通濾波器HPF1(對(duì)信號(hào)SEQS的每個(gè)分量IS和QS用一個(gè)HPF)與信道濾波器LPF1串聯(lián)，信道濾波器LPF1在該應(yīng)用中僅用于移除盡管使用了靈敏的低通濾波器LPF 3但仍然會(huì)出現(xiàn)的任何支線或者鄰近的載波頻率。信道濾波器LPF1可以是5階Legende低通濾波器，并具有2.2MHz的3dB截止頻率。
注意，DC偏移有兩個(gè)主要起因。第一個(gè)是在本機(jī)振蕩器LO與由前端的LO或者RF滲漏引起的RF載波頻率的自混合之間的自混合通過(guò)混合LO與其本身以及混合RF信號(hào)與其本身產(chǎn)生DC。這是因?yàn)樵赗F IC中固有的LO和RF端口之間有限數(shù)量的隔離。
第二個(gè)原因是由于接收機(jī)的二階內(nèi)部調(diào)制性能，在基帶產(chǎn)生不合需要的頻譜成分以及強(qiáng)的DC分量。具體原因在于接收機(jī)的混頻器不是線性的，且引入了通稱(chēng)IIP2現(xiàn)象的二階相交點(diǎn)。
此現(xiàn)象誘發(fā)DC波動(dòng)。在DC偏移改變時(shí)，所述DC偏移將在接收機(jī)的增益放大器AGC之后被放大。這意味著ADC轉(zhuǎn)換器對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行消波，這是一個(gè)大麻煩，因?yàn)槌跏冀邮招盘?hào)SEQ沒(méi)有被正確地恢復(fù)。
在圖9中舉例說(shuō)明DC偏移抑制之后任何模式的所述信號(hào)SEQ的新頻譜。正如可見(jiàn)的，DC偏移已經(jīng)被濾波?，F(xiàn)在，低頻截止是20kHz，而高頻截止是2.25MHz。
注意，低頻截止以及高頻截止都可通過(guò)編程調(diào)節(jié)。事實(shí)上，合成的3dB帶寬可以根據(jù)在RF芯片上實(shí)現(xiàn)的模擬濾波器HPF1的截止頻率，從1.9到2.2MHz變化。
因此，這種DC偏移抑制有容易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)。不需要復(fù)雜的元件。此外，與有多少目標(biāo)模式就需要多少DC補(bǔ)償回路的技術(shù)現(xiàn)狀相反，對(duì)于所有目標(biāo)回路，僅需要一個(gè)DC補(bǔ)償回路。
注意，與普通的DC偏移回路補(bǔ)償相反，擴(kuò)展部分SPREAD_SEC具有允許在DC偏移抑制之后良好再現(xiàn)接收信號(hào)的優(yōu)勢(shì)。實(shí)際上，例如在GSM模式，如果在具有135KHz低帶寬的GSM信號(hào)上施加DC偏移回路補(bǔ)償(有電阻和電容器的簡(jiǎn)單濾波器)，則發(fā)布遠(yuǎn)離接收信號(hào)的失真信號(hào)。這是由于DC偏移回路補(bǔ)償?shù)?0kHz截止頻率，此頻率對(duì)于GSM帶寬過(guò)高。實(shí)際上，如果對(duì)130kHz帶寬的信號(hào)施加20kHz的截止頻率，則意味著破壞所述信號(hào)，而如果對(duì)2200kHz帶寬的信號(hào)施加20kHz截止頻率，其影響是可以忽略的。
注意，僅僅在信道濾波器LPF1的后面，才控制信號(hào)SEQ的功率。所述控制允許無(wú)論所述信號(hào)SEQ的功率是什么都保持信號(hào)SEQ的功率為常數(shù)，這需要另一模-數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC元件。因此，當(dāng)信號(hào)功率降低時(shí)，例如當(dāng)移動(dòng)電話遠(yuǎn)離基站時(shí)，經(jīng)由唯一的放大器增益控制器AGC(事實(shí)上對(duì)每個(gè)IS & QS分量用一個(gè)AGC)再次增加功率，反之亦然。
注意，在優(yōu)選的非限定性實(shí)施例中，對(duì)于擴(kuò)展信號(hào)SEQS的每個(gè)分量IS和QS，存在抑制裝置HPF1和具有關(guān)聯(lián)增益控制放大器AGC的低通濾波器LPF1的兩個(gè)串聯(lián)。其給出了對(duì)DC偏移的更好的濾波。
在第五步驟5)，只要已經(jīng)經(jīng)由HPF1裝置抑制DC偏移，便執(zhí)行ADC采樣。擴(kuò)展信號(hào)SEQ的I和Q-分量需要一個(gè)適當(dāng)?shù)哪?數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC來(lái)采樣任何模式的2.2MHz寬(3dB帶寬)的模擬信號(hào)SEQ。用4倍芯片速率的時(shí)鐘執(zhí)行采樣。
注意，因?yàn)樗胁ㄐ螌?shí)際上相似，所以對(duì)所有目標(biāo)模式僅有單個(gè)模-數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC(實(shí)際上對(duì)每個(gè)I & Q分量用一個(gè)ADC)，即占用3.84MHz的擴(kuò)頻信號(hào)被濾波器LPF3和信道濾波器部分的濾波器HPF1以及LPF1濾波。
在第六步驟6)，在ADC采樣之后，去擴(kuò)展擴(kuò)展信號(hào)SEQ，以便恢復(fù)初始接收信號(hào)SEQ。借助于去擴(kuò)展裝置DSPR，在圖4的基帶芯片BB_INT中實(shí)現(xiàn)去擴(kuò)展。
如上所述的擴(kuò)展部分SPREAD_SEC可以發(fā)送所用的去擴(kuò)展序列PN。因?yàn)檩斎胄盘?hào)不再是二進(jìn)制流而是模擬波形，所以必須通過(guò)基帶芯片BB_INT經(jīng)由附加的模-數(shù)變換器ADC_PN獲得這些序列PN。
注意，在非限定性的實(shí)施例中，為了確保在去擴(kuò)展部分的序列PN的最佳匹配，用于在RF芯片內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)展的PN代碼可以被低通濾波器級(jí)濾波，該低通濾波器級(jí)與在信道濾波部分所用濾波器相同。
去擴(kuò)展處理在于測(cè)量擴(kuò)展信號(hào)SEQ與去擴(kuò)展序列PN之間的相似性。去擴(kuò)展裝置DSPR的相關(guān)器允許這種測(cè)量。通過(guò)信號(hào)與序列相乘、對(duì)規(guī)定時(shí)間窗上的結(jié)果求和(累計(jì))來(lái)執(zhí)行測(cè)量，在此時(shí)間窗是比特周期。在產(chǎn)生例如-1，+1乘法結(jié)果的數(shù)據(jù)判定之后進(jìn)行求和。
注意，如圖4所示，去擴(kuò)展序列PN被分離并應(yīng)用于針對(duì)信號(hào)SEQ的每個(gè)I & Q分量的乘法器。
應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)從擴(kuò)展部分向去擴(kuò)展部分傳送擴(kuò)展信號(hào)SEQ時(shí)，存在擴(kuò)展信號(hào)SEQ的時(shí)間傳播，所述時(shí)間傳播從RF芯片到基帶芯片都不同，通常取決于在兩個(gè)部分之間使用的部件，尤其取決于低通濾波器。
因此，為了改進(jìn)相關(guān)處理并考慮到時(shí)間傳播或者延遲，在優(yōu)選實(shí)施例中，經(jīng)由同步裝置SYNC執(zhí)行去擴(kuò)展序列PN與擴(kuò)展信號(hào)SEQ之間的同步。
同步裝置SYNC包括在15,36MHz產(chǎn)生滑動(dòng)時(shí)鐘S_CLK的數(shù)字延遲線DELAY和閾值TH。通過(guò)以4*碼片速率計(jì)時(shí)的數(shù)字延遲線DELAY經(jīng)由時(shí)鐘S_CLK饋送給擴(kuò)展序列PN，這導(dǎo)致1/4個(gè)碼片的延遲分辨率。去擴(kuò)展序列PN因此能按照1/4個(gè)碼片步進(jìn)(chipsteps)進(jìn)行移位。應(yīng)用移位即被增量了1/4個(gè)碼片的去擴(kuò)展序列PN相位，直到去擴(kuò)展序列PN與擴(kuò)展信號(hào)SEQ同步或時(shí)間-對(duì)準(zhǔn)或同相，即，獲得最佳相關(guān)峰值。移位的最大數(shù)等于去擴(kuò)展序列PN的長(zhǎng)度LGH。
當(dāng)達(dá)到這種同步時(shí)，停止滑動(dòng)時(shí)鐘S_CLK。不需要其它用于同步的跟蹤回路。
按照詳述的方式，在每個(gè)1/4碼片移位，經(jīng)由累計(jì)和轉(zhuǎn)儲(chǔ)裝置I & D執(zhí)行相關(guān)處理，以在基帶重構(gòu)接收信號(hào)SEQ。
在轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間，檢查在去擴(kuò)展序列PN的每個(gè)碼片與擴(kuò)展序列SEQ對(duì)應(yīng)碼片之間的乘法結(jié)果。
然后，通過(guò)累計(jì)與轉(zhuǎn)儲(chǔ)裝置I & D對(duì)數(shù)據(jù)判定結(jié)果執(zhí)行累計(jì)。如果累計(jì)大于閾值TH，例如大于4，則信號(hào)SEQ和去擴(kuò)展序列PN被看作同步，并獲得最佳峰值相關(guān)PEAK。結(jié)果值是+1。
如果沒(méi)有獲得最佳相關(guān)峰值(結(jié)果值是-1)，序列PN則被移位1/4個(gè)碼片，再次執(zhí)行如上所述的相關(guān)處理等等，直到獲得最佳峰值。
注意，如圖4所示，僅在延遲線DELAY之后便通過(guò)匹配濾波器IIR饋送去擴(kuò)展序列PN。通過(guò)這樣做，去擴(kuò)展序列PN正好經(jīng)歷與擴(kuò)展信號(hào)SEQ相同數(shù)量的幅度和相位失真，擴(kuò)展信號(hào)和去擴(kuò)展序列需要具有有良好的匹配。因此，因?yàn)榻?jīng)調(diào)制的碼片和去擴(kuò)展序列在時(shí)域和頻域上看起來(lái)都相同，所以相關(guān)結(jié)果是最佳的并確保最佳的信噪比SNR。
注意，對(duì)于UMTS信號(hào)，在基帶芯片BB_INT中未進(jìn)行去擴(kuò)展。實(shí)際上，在傳統(tǒng)UMTS接收機(jī)芯片中稍后會(huì)進(jìn)行這種去擴(kuò)展。
可以發(fā)現(xiàn)，上述的同步優(yōu)勢(shì)在于具有擴(kuò)展信號(hào)SEQ眾所周知的時(shí)間傳播或延遲，以及因?yàn)樾盘?hào)路徑包含通過(guò)RF芯片的AGC放大器與RF芯片中低通濾波器的串連以及基帶芯片的電傳輸線路，所以不大可能在時(shí)間方面變化。因此，如上所述依照本發(fā)明的接收機(jī)結(jié)構(gòu)與在基站中具有擴(kuò)展部分和在移動(dòng)電話中具有去擴(kuò)展部分的解決方案相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，因此，只要時(shí)間-對(duì)準(zhǔn)，如前所述，則不需要附加的定時(shí)調(diào)整和跟蹤回路來(lái)保持與一些被稱(chēng)為DSSS系統(tǒng)的傳統(tǒng)無(wú)線收發(fā)信機(jī)相反的去擴(kuò)展序列PN的對(duì)準(zhǔn)，其中這種跟蹤回路是必需的，由于以太網(wǎng)的特性，通過(guò)該特性傳送然后接收接收信號(hào)SEQ的載波多徑衰落、屏蔽及其他傳播效應(yīng)不但有助于穩(wěn)定地翻轉(zhuǎn)載波相位而且有助于可變的傳播延遲。
由于在依照本發(fā)明的接收機(jī)中不需要跟蹤回路(只要達(dá)到正確的定時(shí)，定時(shí)延遲不會(huì)由于在擴(kuò)展部分和去擴(kuò)展部分之間傳輸線的特性而變化)，所以這大大簡(jiǎn)化了去擴(kuò)展部分，并導(dǎo)致兩種可能的去擴(kuò)展實(shí)施。第一種是如上所述的在基帶芯片BB_INT內(nèi)進(jìn)行數(shù)字去擴(kuò)展，而第二種是在RF芯片中進(jìn)行模擬去擴(kuò)展。在后一種情況中，經(jīng)由累計(jì)和轉(zhuǎn)儲(chǔ)裝置I & D抑制信號(hào)SEQ的相鄰載波頻率，并且去擴(kuò)展裝置必須在濾波器IIR的輸出端包括增益放大器，以便用從混合器M1和M2接收的信號(hào)功率調(diào)節(jié)去擴(kuò)展序列PN的幅度。為此，在接收信號(hào)SEQ分量I和Q的每個(gè)分支中，自動(dòng)控制回路恰好在放大器AGC1之后，用于檢測(cè)接收信號(hào)SEQ的功率。
在第七步驟7)在相關(guān)處理之后，經(jīng)由與每個(gè)目標(biāo)模式相關(guān)聯(lián)的用于抑制相鄰載波頻率的信道系數(shù)組FIR實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步抑制，相鄰載波頻率應(yīng)當(dāng)保持在去擴(kuò)展信號(hào)SEQ頻譜上且接近載波頻率F0。根據(jù)被處理信號(hào)SEQ的模式，一串多路復(fù)用器向關(guān)聯(lián)的低通濾波器BB_LPF應(yīng)用正確的系數(shù)。對(duì)于GSM模式，系數(shù)是截止頻率130kHz，而對(duì)于藍(lán)牙模式，系數(shù)是截止頻率300kHz，對(duì)于UMTS模式，截止頻率是3.84MHz，滾降因數(shù)是α＝0.22(存在22％的帶寬損失)。
最后，對(duì)于GSM信號(hào)，去擴(kuò)展結(jié)果是接收信號(hào)SEQ的帶寬已經(jīng)從3.84Mchip/sec壓縮到135kHz。因此，在相關(guān)處理之后，如圖10所示，初始接收信號(hào)SEQ被恢復(fù)為GSM信號(hào)。
最后，在濾波器的輸出端BB_LPF，對(duì)于接收機(jī)電路RX_CHAIN的其余部分，合成的I & Q分量因此能被忽略，以便具體實(shí)現(xiàn)-經(jīng)由解調(diào)裝置DEMOD解調(diào)由此獲得的信號(hào)SEQ，所述解調(diào)允許移動(dòng)用戶(hù)在例如耳機(jī)中收聽(tīng)消息，以及-對(duì)于UMTS信號(hào)，經(jīng)由傳統(tǒng)的UMTS接收機(jī)芯片UMTS_CHIP去擾和去擴(kuò)展。
因此，依照本發(fā)明的接收機(jī)具有通過(guò)使用被用于寬帶信號(hào)的技術(shù)來(lái)分析窄帶信號(hào)上的DC偏移回路補(bǔ)償問(wèn)題的優(yōu)勢(shì)，得到了低功耗的簡(jiǎn)單解決方案。
此外，依照本發(fā)明的接收機(jī)最小化RF塊的復(fù)制并允許多模式接收被歸并到單個(gè)芯片中而沒(méi)有復(fù)雜的部件。
應(yīng)理解本發(fā)明不局限于上述的實(shí)施例，并且在附加的權(quán)利要求中，限定了可以不脫離本發(fā)明的精神和范圍而進(jìn)行的變化和修改。從該方面來(lái)看，提出了下面的結(jié)束備注。
應(yīng)理解本發(fā)明還可以應(yīng)用于任何需要抑制DC偏移的多模式接收機(jī)。
應(yīng)理解依照本發(fā)明的方法不局限于上述的實(shí)施例。
假如單個(gè)硬件或軟件內(nèi)容可以執(zhí)行幾個(gè)功能，則借助于硬件或軟件，或兩者的細(xì)項(xiàng)，存在實(shí)現(xiàn)依照本發(fā)明的方法的各種功能的多種方式。不排除硬件或軟件或兩者的細(xì)項(xiàng)組合執(zhí)行一項(xiàng)功能，因此可以形成單一的功能，而不用修改依照本發(fā)明的用于處理信號(hào)的方法。
可以用幾種方式實(shí)現(xiàn)所述硬件或軟件的細(xì)項(xiàng)，諸如分別借助于連線的電子電路或借助于適合編程的集成電路。
在下面權(quán)利要求中的任何參考符號(hào)不應(yīng)被理解為限制該權(quán)利要求。顯而易見(jiàn)的是，使用動(dòng)詞“包括”及其變化形式，不排除存在除在任何權(quán)利要求中限定的步驟或者元件之外的任何其他步驟或者元件。在元件或步驟之前的冠詞“一個(gè)”不排除存在多個(gè)這種元件或步驟。
權(quán)利要求
1.用于處理接收信號(hào)(SEQ)的接收機(jī)，所述接收機(jī)是多模式的，其特征在于包括-單個(gè)RF芯片，用于處理任何模式的接收信號(hào)(SEQ)，所述芯片包括用于擴(kuò)展接收信號(hào)(SEQ)并將其下變頻到基帶的擴(kuò)展部分(SPREAD_SEC)和用于對(duì)接收信號(hào)(SEQ)進(jìn)行DC偏移抑制的信道濾波部分(CH_SEC)，以及-包括去擴(kuò)展裝置(DSPR)的單個(gè)基帶芯片(BB)，用于去擴(kuò)展擴(kuò)展信號(hào)(SEQ)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于處理接收信號(hào)(SEQ)的接收機(jī)，其特征在于，擴(kuò)展部分(SPREAD_SEC)適于產(chǎn)生擴(kuò)展頻譜振蕩器(LO)和擴(kuò)展序列(PN)，以便擴(kuò)展接收信號(hào)(SEQ)的帶寬。
3.如權(quán)利要求1所述的用于處理接收信號(hào)(SEQ)的接收機(jī)，其特征在于，擴(kuò)展部分(SPREAD_SEC)還包括用于所有模式的唯一抑制裝置(LPF3)，用于抑制相關(guān)聯(lián)的接收信號(hào)(SEQ)的相鄰載波頻率。
4.如權(quán)利要求1所述的用于處理接收信號(hào)(SEQ)的接收機(jī)，其特征在于，信道濾波部分(CH_SEC)對(duì)所有模式都通用。
5.如權(quán)利要求1所述的用于處理接收信號(hào)(SEQ)的接收機(jī)，其特征在于信道濾波部分(CH_SEC)包括-用于每種模式的低噪放大器(LNA)和相關(guān)聯(lián)的混合器(M1&M2)塊，-唯一的第一抑制裝置(HPF1)，用于抑制任何模式的擴(kuò)展接收信號(hào)(SEQ)上的DC偏移。
6.如權(quán)利要求5所述的用于處理接收信號(hào)(SEQ)的接收機(jī)，其特征在于，信道濾波部分(CH_SEC)還包括加法裝置(ADD1，ADD2)，用于重新定向從低噪放大器(LNA)和關(guān)聯(lián)的混合器(M1&M2)塊到第一抑制裝置(HPF1)的擴(kuò)展接收信號(hào)(SEQ)。
7.如權(quán)利要求1所述的用于處理接收信號(hào)(SEQ)的接收機(jī)，其特征在于基帶芯片(BB_INT)還包括-信道濾波系數(shù)組(FIR)，其具有用于每種模式的關(guān)聯(lián)濾波器(BB_LPF)，用于抑制在相關(guān)聯(lián)的擴(kuò)展接收信號(hào)(SEQ)上的相鄰載波頻率，-匹配濾波器(IIR)，用于在對(duì)應(yīng)的去擴(kuò)展序列(PN)上產(chǎn)生相同的擴(kuò)展信號(hào)(SEQ)失真。
8.如權(quán)利要求1所述的用于處理接收信號(hào)(SEQ)的接收機(jī)，其特征在于去擴(kuò)展裝置(DSPR)包括-單個(gè)乘法器(M)，和-具有累計(jì)和轉(zhuǎn)儲(chǔ)裝置(I&D)的單個(gè)相關(guān)器。
9.如權(quán)利要求1所述的用于處理接收信號(hào)(SEQ)的接收機(jī)，其特征在于，基帶芯片(BB_INT)還包括同步裝置(SYNC)，用于將擴(kuò)展信號(hào)(SEQ)和對(duì)應(yīng)的去擴(kuò)展序列(PN)同步。
10.一種用于接收任何模式的信號(hào)(SEQ)的方法，其特征在于包括下列下步驟-擴(kuò)展接收信號(hào)(SEQ)并將其下變頻到基帶，-抑制接收信號(hào)(SEQ)上的DC偏移，-去擴(kuò)展擴(kuò)展信號(hào)(SEQ)。
11.如權(quán)利要求10所述的用于接收信號(hào)(SEQ)的方法，其特征在于還包括產(chǎn)生擴(kuò)展頻譜振蕩器(LO)和擴(kuò)展序列(PN)的步驟，以便擴(kuò)展接收信號(hào)(SEQ)的帶寬。
12.包括如權(quán)利要求1至9中任何一個(gè)所述的接收機(jī)的移動(dòng)電話。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于處理接收信號(hào)(SEQ)的接收機(jī)，所述接收機(jī)是多模式的。本發(fā)明特征在于其包括a)單個(gè)RF芯片，用于處理任何模式的接收信號(hào)(SEQ)，所述芯片包括用于擴(kuò)展接收信號(hào)(SEQ)并將其下變頻到基帶的擴(kuò)展部分(SPREAD SEC)和用于對(duì)接收信號(hào)(SEQ)進(jìn)行DC偏移抑制的信道濾波部分(CH SEC)；以及b)包括去擴(kuò)展裝置(DSPR)的單個(gè)基帶芯片(BB)，用于去擴(kuò)展擴(kuò)展信號(hào)(SEQ)。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1732633SQ200380107922
公開(kāi)日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2003年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月30日
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